磁选育浸矿菌种新方法的研究——磁泳分离菌种

世界无处不有磁,磁场对整个世界产生着重大的影响。本文通过大量镜检工作,观察到从酸性矿坑水中初步分离培养得到的部分细菌对外加磁场均有微弱的趋磁性。基于菌种的这种特性,设计了磁泳装置用不同的磁场梯度分离细菌,磁泳分离的方法可以初步分离出近磁、远磁茼,这两个菌群的生理特性有着很大的差异,主要体现在其对亚铁氧化和对金属高于的浸出上,远磁菌亚铁氧化活性比近磁菌高将近50％,远磁菌对铜离子的浸出效果也比近磁茼好。近磁菌在强磁性矿物培养基中生长情况较好,而远磁茼在弱磁性矿物培养基中生长情况较好。而且,在近磁茼的纯培养茼体中分离到磁性颗粒。实验结果证明。采用磁泳用于分离体内舍有磁性颗粒的细菌是可行并且有效的,这一分离技术和工艺的结合也将大大促进我国生物冶金的步伐。     

磁泳分离细菌新方法的研究

从酸性矿坑水中富集培养分离到的嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans,A.ferrooxidans）[1-2] 菌同趋磁细菌具有一定的相似性。通过显微镜观察发现,部分浸矿细菌在外加磁场的作用下具有微弱的趋磁性,基于菌种的这种特性,设计了磁泳分离仪,对其在磁场作用下泳动（磁泳）进行分析,经磁泳后的近磁、远磁菌的生理特性有较大的差异。从用涂布平板法获得的近磁菌纯培养A. ferrooxidans菌体中,分离得到纳米磁性颗粒,能谱分析表明,其主要成分为Fe和O元素。实验结果证明,A. ferrooxidans具有微弱趋磁性,采用磁泳分离该类菌体内含有磁性颗粒的细菌是可行的,这一分离技术的进一步完善和改进将为传统的微生物菌种分离提供一种新型分离技术,也将大大促进趋磁细菌的研究,而且它与浸矿工艺的结合将大大促进我国生物冶金的研究步伐。     

固体平板磁泳分离细菌新方法的研究

氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）能够在胞内形成电子致密的磁性颗粒,它的这种特性使利用氧化亚铁硫杆菌合成生物纳米磁性材料成为了可能。本课题组为了筛选出合成磁性颗粒能力强的菌株,对原有的液体磁泳进行了改进,采用了新的固体平板磁泳方法来筛选纯化目的菌株。经过磁泳分离后,细菌中含磁性颗粒的细胞比例由原始菌群的30％上升到90％,胞内含有的磁颗粒数目也由1~2颗增加至2~5颗,筛选得到的细菌在人工磁场下会进行趋磁运动。实验结果表明,氧化亚铁硫杆菌具有较弱的趋磁性,在人工磁场下会进行趋磁运动,但仅在地磁场作用下不能定向运动,利用固体平板磁泳筛选纯化含有磁性颗粒的氧化亚铁硫杆菌的方法是切实可行的,磁泳分离技术的进一步完善和改进为传统的微生物菌种分离提供了新的途径,为研究纯氧化亚铁硫杆菌菌株胞内磁性颗粒的形成条件及机理提供了前提条件,也为今后从浸矿细菌中分离筛选更多的含有磁性颗粒的菌株打下基础。     

趋磁细菌的磁小体

趋磁细菌是一类对磁场有趋向性反应的细菌,其菌体能吸收外界环境中铁元素并在体内合成包裹有膜的纳米磁性颗粒Fe₃O₄或Fe₃O_{3S4晶体即磁小体。综述了趋磁细菌的磁小体生物矿化的条件,以及趋磁细菌的铁离子吸收、磁小体囊泡的形成、铁离子的转运到磁小体囊泡及囊泡中受控的Fe3O4生物矿化的分子生物学和生物化学等方面的研究进展,重点介绍了趋磁细菌磁小体合成机制的研究进展及未来研究磁小体的发展方向。}     

Acidthiobacillus ferrooxidans中磁小体的提取

At.f和趋磁细菌在生理特性和生长环境有一定的相似性,而且镜检发现At.f具有趋磁性,所以本文采用了趋磁细菌中磁小体的提取方法尝试提取At.f中的磁小体,用超声波破碎At.f后,以磁铁吸取其体内的磁性颗粒,经过检测,发现其体内确实存在含铁元素的磁性颗粒。提取粗样品经过电镜分析,证实其体内存在着少量由脂质包裹的磁小体。磁小体悬浮液经过蔗糖密度梯度离心纯化后,对其作透射电镜,可以清晰的看到磁小体。实验结果表明,At.f体内存在少量的磁小体,正是由于磁小体的存在,才使得At.f在外加磁场作用下发生磁生物效应。这是首次发现从酸性矿坑水分离的At.f具有趋磁性,并从中提取到了磁小体,可以利用At.f的趋磁性将其按照不同磁性进行分离,从而获得活性高的、对不同磁性矿物有特异性的高效浸矿菌种。     

磁杆菌HMB—1的磁小体特性及其合成条件的研究

从西安段家坡黄土剖面６１个土样中,分离纯化出一株磁杆菌ＨＭＢ１,并对其磁性特点及磁小体的合成条件进行了研究;同时用Ｘ射线能谱分析测定了磁小体的组成成分,主要为铁和钴。综合实验结果得出ＨＭＢ１生长及磁小体形成的最适培养基     

趋磁细菌及其应用于生物导航的研究进展

趋磁性细菌是一种由于体内含有对磁场具有敏感性的磁小体,而能够沿着磁力线运动的特殊细菌,本文综述了趋磁细菌的分布、分类、特性、磁小体研究以及趋磁细菌在生物导航方面的研究进展。     

趋磁细菌及磁小体研究的回顾和展望

趋磁细菌及磁小体研究的回顾和展望陈明杰,卫扬保（武汉大学生命科学学院微生物学与免疫学系．武汉４３００７２）一趋磁细菌研究现状１趋磁细菌的发现１９７５年,美国人Ｂｌａｋｅｍｏｒｅ在显微镜下观察湖泊底部污泥的富集样品时,发现有一类细菌总是聚集在视野的靠北...     

磁处理光生物反应器的研制及其应用研究

开发出一种新型气升式外环流磁处理光生物反应器,将其应用于钝顶螺旋藻的高细胞密度培养,并从光合作用的角度对磁致生物效应机理进行了初步探讨。光生物反应器主要由反应器主体（气升管道、下降管、除气室）、在线检测与控制系统,以及磁处理、光照、热交换和供所系统组成。结果表明,采用该生物反应器在０＜Ｈ＜３２０ｋＡ／ｍ的磁场强度范围内培养钝顶螺旋藻,不仅能显著加快藻细胞生长速度,而且可提高最大细胞干重浓度。钝顶螺     

细菌纳米磁小体的合成机制及应用

综述了近年趋磁细菌纳米磁小体生物合成的分子机制及应用进展。磁小体的合成涉及磁小体膜的形成、铁的吸收和转运、磁小体晶体的矿化、成熟以及磁小体的链状排列等。其中Mam J和Mam K互作并丝状排列,固定磁小体使其链状排列及磁小体膜由细胞质膜内陷而形成是两个令人注目的成就。我们也提出了关于磁小体的生理意义及合成机制的假说:细胞在低氧浓度下由于氧胁迫大量吸收铁,Fe³⁺/Fe²⁺电子对可起到类似O₂/H₂O的作用,产生能量并作为电子受体;Fe3+得到电子还原成的Fe²⁺可引起Fenton反应,此反应产生的活性氧可影响到生物体的正常生理代谢,细胞为降低Fe²⁺浓度,将其与Fe³⁺一同转化为Fe₃O₄颗粒;磁小体的生理功能之一是降低胞内的活性氧。     

趋磁细菌磁小体研究进展

趋磁细菌能在细胞内形成由膜包裹的纳米级单畴磁性颗粒——磁小体。磁小体的形成是受生物严格控制的矿化过程,包括铁离子的吸收、转运和结晶成核等。磁小体膜在磁铁矿（Fe3O4）晶体的形成中起着重要的作用。主要介绍近年来关于磁小体形成过程和参与这一过程的蛋白质等方面的一些重要研究进展。     

细菌纳米磁小体有望作为靶向药物载体

趋磁细菌细胞内合成的纳米磁小体具有颗粒均匀,晶型稳定的特点,每个磁小体有脂膜包被。提纯的磁小体毒性低,生物相容性好,可作为多种药物和大分子化合物的载体而应用于定向治疗肿瘤。本文介绍了细菌磁小体的结构特点,提出了采用细菌磁小体连接抗癌药物的策略,讨论了建立磁小体载药体系靶向治疗癌症的可能性。     

Isolation of magnetotactic bacterium WM-1 from freshwater sediment and phylogenetic characterization

The magnetotactic bacterium was isolated from freshwater sediment from North Lake of Wuhan. The isolate, designated WM-1, was Gram-negative, helical shaped, and studied by means of electron microscopy. The strain WM-1 was 0.2-0.4 μm in diameter and 3–4 μm in length. The DNA G + C content was found to be 65.7 mol%. Phylogenetic analysis of the 16S rDNA gene (Accession number DQ899734 in GeneBank) revealed that this isolate was a member ofαsubdivision of the Proteobacteria. Strain WM-1 was closely related (97.7%) to Magnetospirillum sp. AMB-1. Randomly amplified polymorphic DNA analysis showed that these two strains were in fact different strains. Electron diffraction patterns of WM-1 magnetosomes indicated that the magnetosomes were composed of magnetite. The magnetosomes from WM-1 were cuboidal in shape as observed by electron microscopy. Statistical analysis of magnetite crystals from WM-1 showed narrow asymmetric size distribution. The average number of magnetosomes in each WM-1 bacterium was 8 ± 3.4. The average length of magnetosomes in WM-1 was 54 ± 12.3 nm and the average width is 43 ± 10.9 nm. These data showed that the grains in WM-1 were single-domain crystals.     

甘草内生细菌的分离及拮抗菌株鉴定

从乌拉尔甘草健康植株的根茎叶中共分离到内生细菌98株,经初步鉴定芽孢杆菌属(Bacillus sp.)为优势种群,约占30%;从不同生长年份甘草的根、茎、叶组织中分离内生细菌种群密度从5.0×104cfu/g~2.9×107cfu/g鲜重不等。采用平板对峙方法筛选出6株对植物病原菌有明显体外拮抗活性的菌株,通过菌落、菌体形态观察、生理生化反应及16S rDNA序列分析,同时结合Biolog细菌自动鉴定系统验证,鉴定这6株拮抗菌分属萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)、多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、Paenibacillus ehimensis。     

Proteomic analysis of irregular,bullet‐shaped magnetosomes in the sulphate‐reducing magnetotactic bacterium Desulfovibrio magneticus RS‐1

Recent molecular studies on magnetotactic bacteria have identified a number of proteins associated with bacterial magnetites (magnetosomes) and elucidated their importance in magnetite biomineralisation. However, these analyses were limited to magnetotactic bacterial strains belonging to the α‐subclass of Proteobacteria. We performed a proteomic analysis of magnetosome membrane proteins in Desulfovibrio magneticus strain RS‐1, which is phylogenetically classified as a member of the δ‐Proteobacteria. In the analysis, the identified proteins were classified based on their putative functions and compared with the proteins from the other magnetotactic bacteria, Magnetospirillum magneticum AMB‐1 and M. gryphiswaldense MSR‐1. Three magnetosome‐specific proteins, MamA (Mms24), MamK, and MamM, were identified in strains RS‐1, AMB‐1, and MSR‐1. Furthermore, genes encoding ten magnetosome membrane proteins, including novel proteins, were assigned to a putative magnetosome island that contains subsets of genes essential for magnetosome formation. The collagen‐like protein and putative iron‐binding proteins, which are considered to play key roles in magnetite crystal formation, were identified as specific proteins in strain RS‐1. Furthermore, genes encoding two homologous proteins of Magnetococcus MC‐1 were assigned to a cryptic plasmid of strain RS‐1. The newly identified magnetosome membrane proteins might contribute to the formation of the unique irregular, bullet‐shaped crystals in this microorganism.     

特定细菌的磁性凝集分离法

介绍一种对细菌进行直接分离的新模式,以大肠杆菌的分离为例,使用从磁性细菌体内提取的纳米磁珠,在纳米磁珠表面联上大肠杆菌抗体后制成磁性大肠杆菌抗体,以此来结合、凝集并分离细菌混合液中的大肠杆菌。结果表明标本溶液中添加80μg的磁性大肠杆菌抗体,可对105个大肠杆菌进行凝集和分离,处理后标本溶液中其他细菌的浓度无变化。利用此项技术可以快速凝集和分离细菌混合液中的特定细菌。     

一株甲烷氧化菌的分离鉴定与特性

甲烷氧化菌是一类能以甲烷作为唯一碳源和能源进行同化和异化代谢的微生物。从若尔盖高原不同地点采集的样品中筛选得到一株名为XN1的甲烷氧化菌,根据此菌株的形态与16SrRNA序列同源性分析,证实该菌株属于Methylomonas属。对该菌株的培养条件进行研究的结果表明,以甲烷与甲醇共同作为碳源,硝酸钾和氯化铵共同为氮源时菌生长最好,最适生长温度为25℃,最适生长pH为6.5,培养基中CuSO4·5H2O和FeSO4·7H2O的浓度以0.03mg/L和0.4mg/L为宜。     

静态磁场对细菌存活率的影响*

细菌污染是食品生产的重要危害,而高强度磁场对细菌的生长有一定的抑制作用,可望用于细菌对食品的危害控制。通过研究静态磁场强度和磁场处理时间对细菌存活率的影响,探讨了静态磁场对细菌的作用规律,并对磁场处理前后的细菌进行了DNA图谱分析。研究结果可为磁场处理技术在食品工业上的应用提供初步理论分析和实验依据。